山東省泗水縣后等齊地區中粗粒變角閃輝長巖包體地球化學特征及其地質意義

張 龍

（山東省第四地質礦產勘查院，山東 濰坊 261021）

新太古代中晚期，由于新地幔柱的強烈活動，造成2650Ma左右的地幔巖漿侵入，在魯西構造巖漿區形成了一系列的基性—超基性巖石，同時由于地幔能量的加入引發原始地殼和綠巖帶下部發生強烈的角閃巖相—高角閃巖相變質，巖石發生了變質深熔作用，形成了變角閃輝長巖等一系列巖石。由于新地幔柱的強烈活動，地幔能量的加入引發原始地殼下部和綠巖帶下部發生強烈的重熔作用，形成新的殼幔混合巖漿，即類TTG巖漿，由于混合程度不同，發生大面積的侵位，形成TTG花崗巖。

1 區域地質概況

泗水縣南部在地理位置上屬于山東省魯西南地區，大地構造單元屬于華北板塊（Ⅰ）東南緣，魯西隆起區（Ⅱ）、魯中隆起（Ⅲ）（據山東省大地構造單元劃分表）。構造主要以脆性斷裂為主，主要有北西向、北東向、近東西向及近南北向，該四組斷裂構成了基本構造格架。泗水縣南部大部分地區，被寒武紀—奧陶紀碎屑巖—碳酸鹽巖沉積，至泗張鎮—后等齊一帶，出露前寒武紀結晶基底，在基底中可見大量的北東向展布的中粗粒變角閃輝長巖包體。

2 地質及巖石學特征

2.1 地質特征

泗水縣后等齊一帶中粗粒變角閃輝長巖廣泛分布，但是單個侵入體規模較小，呈包體產出。包體沿北西方向呈橢圓狀、不規則狀，最長可達2km，寬0.1km～0.5km不等，產出于后期巖漿巖中，具有成群成帶分布的特點。在包體的內部及邊部，經常見后期二長花崗巖及角閃閃長巖呈細脈狀侵入其中，基體和脈體的界線較為清晰。

2.2 巖石學特征

該地區包體中的巖性較為單一，主要為中粗粒變角閃輝長巖，后期變質作用明顯，主要巖石學特征如下：

巖石新鮮面為墨綠色，呈自形—半自形粒狀結構，塊狀構造。主要礦物成分為斜長石（55%～65%）、角閃石（30%～40%）、石英（1%～2%）及少量黑云母，另外還有少量黃鐵礦、磁鐵礦、赤褐鐵礦、磷灰石等副礦物。角閃石呈淡綠色，呈半自形—它形柱狀，部分角閃石由輝石退變質而成，保留輝石假象，粒徑2mm～4mm，部分0.5mm～2mm，少量0.2mm～0.5mm，填隙狀分布，局部被綠簾石交代，具棕色和淺棕黃色多色性，Ng，=棕色，Np，=淺棕黃色。An=30，屬于中性斜長石；黑云母呈片狀，片直徑一般1mm～2mm，部分0.5mm～1mm，少0.2mm～0.5mm，星散狀分布，具顯著的多色性，發育極完全解理，被綠泥石及綠簾石交代。部分為假象；石英呈它形粒狀，大小一般為0.5mm～1mm，部分為0.2mm～0.5mm，少量為1mm～2mm。星散狀、填隙狀分布。

3 巖石地球化學特征

3.1 主量元素

巖石化學成分及特征參數見表1，由表可知，巖石中SiO2含量39.93%～47.23%，屬SiO2低度不飽和的超基性－基性巖。里特曼指數為-2.07～5.58，變化范圍較大。鎂鐵比值M/F為0.70～0.92。固結指數（SI）為21.33～37.26，分異指數（DI）為12.53～53.59，堿度指數A·R為1.23～1.78，氧化度Ox為0.47～0.61，說明巖體分異程度增高。但仍屬于中等偏低的分異，這與基性程度較高的巖體特征相吻合。

表1 巖石化學成分及巖石化學參數一覽表

3.2 微量元素特征

研究發現親鐵元素P含量變化范圍較大，總體含量偏高，Ni含量變化不大；高場強元素中，Zr、Ta、Nb元素含量略低；低場強元素中，含量基本略高于平均值。三件樣品均落入火山弧花崗巖中。巖漿形成于火山弧花崗巖。

3.3 稀土元素特征

稀土元素含量及參數見表2，稀土∑REE=199.96×10-6～299.95×10-6，LREE=184.06×10-6～275.58×10-6，∑HREE=15.19×10-6～24.38×10-6，δEu為0.71～0.90，基本無銪異常，僅一個樣品具負銪異常，標明巖石中基本沒有斜長石堆積作用。稀土配分曲線（圖1），向右緩傾斜，輕稀土部分稍陡，重稀土部分基本呈平緩狀，具大陸輝長巖特點，表明為具負銪異常輕稀土富集型，稀土分餾程度相對較低。

表2 巖石微量元素含量及有關參數一覽表

表3 百草房單元稀土元素含量及有關參數一覽表

圖1 稀土元素球粒隕石標準化分布模式圖

4 地質意義

該期巖體在形成之后，被后期巖漿侵入破壞，導致其呈零星分布、多獨立產出。巖石普遍經受了變質作用、巖漿同化混染作用，被后期巖體侵入。

在阜平構造熱事件后，魯西地區形成了比較穩固的結晶基底，五臺運動初期硅鋁質薄殼破解，形成北西向構造薄弱帶，同時韌性變形等動力機制造成上地幔物質的部分熔融，巖漿在構造應力和密度差驅使下沿斷裂帶或構造薄弱帶上侵，并發生側向擴張和向上擠壓，巖漿發生結晶分離作用，形成了具有同源性的侵入巖。

5 結論

（1）泗水縣南部后等齊一帶的中粗粒變角閃輝長巖包體的鋯石U-Pb定年結果為2558±17Ma，表明該巖體形成于新太古代晚期，形成時代與區域上的嶧山序列形成時代一致，劃歸為百草房單元。

（2）巖石的地球化學分析結果顯示巖漿起源于地幔源區，屬幔源分異型侵入巖類，巖漿形成與火山弧花崗巖環境。